發(fā)布時(shí)間：2023-04-10 17:44

　　隨著越來越多寒區(qū)隧道的修建,凍害問題也越發(fā)受到廣泛關(guān)注,隧道洞口段作為隧道的咽喉,常年受雨雪、大風(fēng)和氣溫變化的影響,抗凍防寒尤為重要。本文以季節(jié)性凍土鐵路隧道阿拉套山隧道為工程依托,開展了冬季洞口段溫度場(chǎng)變化規(guī)律、防排水和保溫措施的研究。主要成果如下所示:(1)進(jìn)行了大氣溫度監(jiān)測(cè),分析變化規(guī)律并確定用于數(shù)值模擬的溫度邊界函數(shù)。同時(shí)對(duì)冬季施工洞內(nèi)不同斷面溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),評(píng)價(jià)防寒保溫門與暖風(fēng)機(jī)共同作用下的效果。(2)選取距隧道出口55m的DIK4+345斷面,利用ANSYS有限元軟件建立二維模型,運(yùn)用控制變量法對(duì)比分析了有無保溫層時(shí)的圍巖溫度場(chǎng)和采取不同保溫材料、不同保溫層鋪設(shè)方式、不同保溫層厚度時(shí)的保溫效果,得出采用保溫層后隔熱效果顯著,能有效減輕襯砌凍害和排水管的凍結(jié),為合理的保溫層設(shè)計(jì)提供參考價(jià)值。(3)為研究運(yùn)營(yíng)期隧道洞口段的圍巖溫度場(chǎng)分布,根據(jù)實(shí)際工程地形,運(yùn)用Fluent軟件建立三維模型模擬了在不同風(fēng)速、不同外界溫度影響下的空氣溫度場(chǎng),并得到沿隧道縱向和徑向的溫度變化,可以為隧道保溫設(shè)防長(zhǎng)度提供建議。選取DIK4+345斷面(埋深10m)和DIK3+905斷面(埋深30m)基于熱...

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 防排水措施研究現(xiàn)狀
        1.2.2 保溫措施研究現(xiàn)狀
        1.2.3 溫度場(chǎng)研究現(xiàn)狀
    1.3 寒區(qū)隧道的凍害機(jī)理、類型及防治原則
        1.3.1 寒區(qū)隧道凍害機(jī)理
        1.3.2 寒區(qū)隧道凍害類型
        1.3.3 寒區(qū)隧道凍害防治原則
    1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
2 阿拉套山隧道工程背景及地質(zhì)條件
    2.1 工程概況
    2.2 隧道圍巖支護(hù)參數(shù)
    2.3 工程地質(zhì)和水文概況
    2.4 隧址氣象特征
    2.5 溫度監(jiān)測(cè)與分析
        2.5.1 隧道外溫度監(jiān)測(cè)
        2.5.2 隧道外溫度分析
        2.5.3 隧道內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)與分析
    2.6 小結(jié)
3 寒區(qū)隧道洞口段施工期防凍措施及保溫層研究
    3.1 溫度場(chǎng)計(jì)算理論
        3.1.1 熱傳遞基本方式
        3.1.2 兩類熱傳導(dǎo)方程
        3.1.3 熱力學(xué)邊界條件和初始條件
    3.2 寒區(qū)隧道洞口段防凍保溫措施
        3.2.1 保溫隔熱措施
        3.2.2 加熱措施
        3.2.3 工程應(yīng)用—阿拉套山隧道
    3.3 防寒門與暖風(fēng)機(jī)保溫?cái)?shù)值模擬
        3.3.1 計(jì)算模型
        3.3.2 材料參數(shù)與邊界條件
        3.3.3 計(jì)算結(jié)果分析
    3.4 寒區(qū)隧道洞口段保溫層數(shù)值模擬
        3.4.1 計(jì)算模型與邊界條件
        3.4.2 保溫材料性能及選擇
        3.4.3 鋪設(shè)不同保溫材料
        3.4.4 保溫層鋪設(shè)位置
        3.4.5 不同保溫層厚度
    3.5 洞口段保溫設(shè)防長(zhǎng)度
    3.6 小結(jié)
4 寒區(qū)隧道洞口段運(yùn)營(yíng)期圍巖溫度場(chǎng)與凍脹力研究
    4.1 隧道內(nèi)流體力學(xué)基本理論
        4.1.1 基本假設(shè)
        4.1.2 控制方程
        4.1.3 湍流模型
    4.2 阿拉套山隧道洞內(nèi)空氣溫度場(chǎng)模擬
        4.2.1 熱物理計(jì)算參數(shù)
        4.2.2 建立模型
        4.2.3 邊界條件
        4.2.4 風(fēng)速影響下溫度場(chǎng)的分布規(guī)律
        4.2.5 外界溫度影響下溫度場(chǎng)分布規(guī)律
    4.3 熱-力耦合下隧道洞口段凍脹應(yīng)力研究
        4.3.1 數(shù)值模擬
        4.3.2 結(jié)果分析
    4.4 小結(jié)
5 寒區(qū)隧道洞口段防排水技術(shù)研究
    5.1 寒區(qū)隧道洞口段防排水設(shè)計(jì)
        5.1.1 寒區(qū)隧道防排水設(shè)計(jì)原則
        5.1.2 洞外防排水設(shè)計(jì)
        5.1.3 洞內(nèi)防排水設(shè)計(jì)
    5.2 阿拉套山隧道防排水施工關(guān)鍵技術(shù)
        5.2.1 襯砌混凝土
        5.2.2 中心深埋水溝
        5.2.3 路側(cè)排水溝、集水井、保溫出水口
        5.2.4 防水層
        5.2.5 排水盲溝、盲管
        5.2.6 止水條、止水帶
    5.3 中心水溝設(shè)置研究
        5.3.1 中心水溝埋置深度
        5.3.2 中心水溝鋪設(shè)保溫層
        5.3.3 中心深埋水溝設(shè)防長(zhǎng)度
    5.4 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3788553